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用激光粒度儀測量D0和D100的討論

2021-12-22

      D0表示粉體粒度的最小粒徑,D100表示粉體粒度的最大粒徑,這兩個(gè)值是粉體粒度的兩端極限邊界值——極值。對粉體粒度分布規(guī)律來看,極值顆粒是最少的,可能只有幾個(gè)甚至1個(gè)。那么激光粒度儀能不能測量測粉體粒度的極值呢?答案是否定的,一是取樣代表性上受到限制,二是激光粒度測量原理上不可行。


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      首先從取樣代表性來看激光粒度儀測量粒度的樣品量一般在30~500毫克之間,而生產(chǎn)的粉體產(chǎn)品是以噸來計(jì)量的,兩者相差的數(shù)量級為106~107,取樣概率在百萬分之一到千萬分之一之間,這樣低的概率,能取到最小或最大顆粒的概率更是微乎其微,取樣的可能性都如此之低,測到就更不現(xiàn)實(shí)了。那么為什么有的激光粒度儀能測D0和D100呢?其實(shí)是用能測到(算出)的D0和D100值,這就好像是把一個(gè)公司最矮和最高者說成是全國最矮和最高者的道理一樣,是不準(zhǔn)確的


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      其次從激光粒度儀測量過程和原理來分析測D0和D100,也是測不準(zhǔn)的。如下圖樣品,在光斑直徑15mm,測試窗厚度3.5mm,遮光率10.41%的條件下,經(jīng)測算測量區(qū)的顆粒數(shù)量為7.78×106個(gè),在這么多顆粒群中,D0和D100數(shù)量太少,對散射光能貢獻(xiàn)率可忽略,把它們找出來是幾乎不可能的。


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      通過下圖我們還能看到,在原始光能分布中,分別加入1個(gè)、10個(gè)和100個(gè)200微米顆粒,然后比較光能分布圖,可以看出,在增加1個(gè)和10個(gè)顆粒,光能分布圖基本不變,增加100個(gè)顆粒光能分布圖才有微小變化,而且這些微小的光能變化可能比系統(tǒng)的噪聲還低,被系統(tǒng)的噪聲淹沒掉。


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      此外,從反演算法的靈敏度及計(jì)算誤差導(dǎo)致D0和D100測不準(zhǔn)。激光粒度儀是通過光散射信號結(jié)合Mie散射理論計(jì)算粒度分布信息。在這個(gè)環(huán)節(jié)中由于各種系統(tǒng)誤差都會導(dǎo)致D0和D100的波動,而且通常在反演算法中都有對數(shù)據(jù)的平滑處理,也會使D0和D100測不準(zhǔn)。反演算法得到的D0和D100可能較真實(shí)的或大或小都有可能。


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      在激光粒度儀中不能準(zhǔn)確的測出粉體顆粒的D0和D100,取樣是關(guān)鍵原因。計(jì)算是重要原因。就好像在浩瀚的宇宙中尋找一顆星辰,在茫茫戈壁中尋找一粒沙子,用常規(guī)的方法是無法實(shí)現(xiàn)的。


      終上所述,在激光粒度儀中測出的D0或D100不具有真實(shí)意義,也不具有比較意義。一般用D3和D97來代表粉體的粒度極值。